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Development of Torque Sensor with High Sensitivity for Joint of Robot Manipulator Using 4-Bar Linkage Shape

机译：基于四连杆机构形状的机器人机械手关节高灵敏度扭矩传感器的开发

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摘要

The torque sensor is used to measure the joint torque of a robot manipulator. Previous research showed that the sensitivity and the stiffness of torque sensors have trade-off characteristics. Stiffness has to be sacrificed to increase the sensitivity of the sensor. In this research, a new torque sensor with high sensitivity (TSHS) is proposed in order to resolve this problem. The key idea of the TSHS comes from its 4-bar linkage shape in which the angular displacement of a short link is larger than that of a long link. The sensitivity of the torque sensor with a 4-bar link shape is improved without decreasing stiffness. Optimization techniques are applied to maximize the sensitivity of the sensor. An actual TSHS is constructed to verify the validity of the proposed mechanism. Experimental results show that the sensitivity of TSHS can be increased 3.5 times without sacrificing stiffness.
机译：扭矩传感器用于测量机器人操纵器的关节扭矩。先前的研究表明，扭矩传感器的灵敏度和刚度具有权衡的特征。必须牺牲刚度以增加传感器的灵敏度。在这项研究中，为了解决这个问题，提出了一种新型的高灵敏度扭矩传感器（TSHS）。 TSHS的关键思想来自其4连杆机构形状，其中短链节的角位移大于长链节的角位移。在不降低刚度的情况下，具有4连杆形状的扭矩传感器的灵敏度得以提高。应用了优化技术以最大化传感器的灵敏度。构建了实际的TSHS以验证所提出机制的有效性。实验结果表明，在不牺牲硬度的前提下，TSHS的灵敏度可以提高3.5倍。

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